一种高强度耐热铝合金扩径母线的制作方法

本发明涉及一种铝合金扩径母线，特别是涉及一种高强度耐热铝合金扩径母线。

背景技术：

一般而言，扩径母线承载的电流越大，则其运行温度越高。目前应用较多的扩径母线一般为电工铝材料和稀土铝材料，这类扩径母线耐温耐热性能较差，其运行温度一般不能高于80℃，而运行温度的高低直接决定了扩径母线的载流量。在扩径母线实际运行过程中，因为通过的电流增大后，扩径母线必然升温。因此，如何在原有产品用料不变或用料更少的下，设计耐更高温度、输送容量更大并且综合性能更强的扩径母线成为未来扩径母线的发展方向。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种高强度耐热铝合金扩径母线，使其能长期在150℃下正常运行，增大载流量的同时，减小电晕损失。

本发明提供的一种高强度耐热铝合金扩径母线，其包括Al、Zr、Fe、Si、B、Re、Cu七种元素，各组分含量重量比为Al：98.75％-99.64％；Zr：0.05％-0.15％；Fe：0.08％-0.45％；Si：0.08％-0.45％；B：0.05％-0.15％；Re：0.10％-0.25％：Cu：0.15％-0.35％；

本发明提供的一种高强度耐热铝合金扩径母线，其工艺流程包括如下步骤：

S1)将电解所得的纯铝装炉，在温度为730-760℃融熔，按各组分重量比为Al：98.75％-99.64％；Zr：0.05％-0.15％；Fe：0.08％-0.45％；Si：0.08％-0.45％；B：0.05％-0.15％；Re：0.10％-0.25％：Cu：0.15％-0.35％依次加入纯铁、铜丝、铝硼、铝稀土中间合金，在温度为560-800℃加入0.15-0.2％的精炼剂，进行一次精炼，扒渣除气，然后加入铝锆合金，搅拌5-30min，在温度为560-800℃进行第二次精炼，扒渣除气，取样分析，待分析各组分比满足要求以后，进行过滤，浇铸成铝合金杆，对所述的铝合金杆a进行轧制收线，检验合格后待用。

S2)对所述的铝合金杆a的抗拉强度、机械性能和电性能进行检测，将抗拉强度、机械性能、电性能相近的铝合金杆拉丝成单线b，再次检验所述的单线b的抗拉强度、机械性能和电性能，对所述的单线b性能波动较大的进行调节，将所述的单线b静置10-25h；将经过检验合格的铝带c切边，利用冷压焊接技术进行焊接，轧制成深度、扎纹节距、外径符合技术要求的铝管d；将静置后的所述的单线b和所述的铝管d利用绞线机制成扩径母线e，检验合格后包装入库。

有益效果：本发明提供的一种高强度耐热铝合金扩径母线，熔炼时增加了Zr、Fe、Si、B、Re、Cu元素，提高了扩径母线耐热性的同时，减小电晕损失。

附图说明

图1为本发明实施例提供的耐热铝杆轧制工艺流程图；

图2为本发明实施例提供的高强度耐热铝合金扩径母线生产工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

本实施方式提供一种高强度耐热铝合金扩径母线，其包括Al、Zr、Fe、Si、B、Re、Cu七种元素，各组分含量重量比为Al：98.75％-99.64％；Zr：0.05％-0.15％；Fe：0.08％-0.45％；Si：0.08％-0.45％；B：0.05％-0.15％；Re：0.10％-0.25％：Cu：0.15％-0.35％；

进一步地，所述Fe与Si的含量重量比为Fe：Si＝1：(0.8-1.8)。

本实施方式提供一种高强度耐热铝合金扩径母线，其工艺流程包括如下步骤：

S1)将电解所得的纯铝装炉，在温度为730-760℃融熔，按各组分重量比为Al：98.75％-99.64％；Zr：0.05％-0.15％；Fe：0.08％-0.45％；Si：0.08％-0.45％；B：0.05％-0.15％；Re：0.10％-0.25％：Cu：0.15％-0.35％依次加入纯铁、铜丝、铝硼、铝稀土中间合金，在温度为560-800℃加入0.15-0.2％的精炼剂，进行一次精炼，扒渣除气，然后加入铝锆合金，搅拌5-30min，在温度为560-800℃进行第二次精炼，扒渣除气，取样分析，待分析各组分比满足要求以后，进行过滤，浇铸成铝合金杆，对所述的铝合金杆a进行轧制收线，检验合格后待用。

S2)对所述的铝合金杆a的抗拉强度、机械性能和电性能进行检测，将抗拉强度、机械性能、电性能相近的铝合金杆拉丝成单线b，再次检验所述的单线b的抗拉强度、机械性能和电性能，对所述的单线b性能波动较大的进行调节，将所述的单线b静置10-25h；将经过检验合格的铝带c切边，利用冷压焊接技术进行焊接，轧制成深度、扎纹节距、外径符合技术要求的铝管d；将静置后的所述的单线b和所述的铝管d利用绞线机制成扩径母线e，检验合格后包装入库。

具体地，浇铸时，小浇包温度为560-800℃，铸造速度为：350-440转/分钟。

具体地，拉丝时，拉丝油温度小于60℃。

实施例1：

本实施例提供一种高强度耐热铝合金扩径母线，其包括Al、Zr、Fe、Si、B、Re、Cu七种元素，各组分含量重量比为Al：99.49％；Zr：0.05％；Fe：0.08％；Si：0.08％；B：0.05％；Re：0.10％：Cu：0.15％；

本实施例提供一种高强度耐热铝合金扩径母线的具体工艺流程如下：

S1)将电解所得的纯铝971.9kg装炉，在温度为750℃融熔，依次加入纯铁0.8kg、纯硅0.8kg、铜丝1.5kg、硼含量为5％的铝硼中间合金10kg、稀土含量为10％的铝稀土中间合金10kg，在温度为750℃加入0.2％的精炼剂，进行一次精炼，扒渣除气，然后加入含锆量为10％铝锆合金5kg，搅拌12min，在温度为750℃进行第二次精炼，扒渣除气，取样分析，测得各组分含量重量比为Al：99.49％；Zr：0.05％；Fe：0.08％；Si：0.08％；B：0.05％；Re：0.10％：Cu：0.15％，进行过滤，将浇铸温度控制在700℃(小浇包位置)，铸造速度为350转/分钟，浇铸成铝合金杆a1，对所述的铝合金杆a1进行轧制收线，检验合格。

S2)对所述的铝合金杆a1的抗拉强度、机械性能和电性能进行检测，抗拉强度为211-223MPa，额定拉断力为121.3-132.1kN，电阻率为35.2nΩ·m，控制拉丝温度为50℃，利用记米式自动切割铝大拉机将抗拉强度、机械性能、电性能相近的铝合金杆拉丝成单线b1，再次检验所述的单线b1的抗拉强度为201-212MPa、额定拉断力为111.2-122.1kN和电阻率为27.2nΩ·m，表明所述的单线b1没有较大波动的单线，将所述的单线b1静置18h；将经过检验合格的铝带c1切边，利用冷压焊接技术进行焊接，轧制成深度3.5mm、扎纹节距18mm、外径39mm的铝管d1；将静置后的所述的单线b1和所述的铝管d1利用500/48盘龙式绞线机，采用机械退钮装置退钮，制成扩径母线e1，检验其耐热性为120℃，120℃时载流量为1909A，电阻率为27.2nΩ·m。

实施例2：

本实施例提供一种高强度耐热铝合金扩径母线，其包括Al、Zr、Fe、Si、B、Re、Cu七种元素，各组分含量重量比为Al：99.27％；Zr：0.09％；Fe：0.12％；Si：0.12％；B：0.08％；Re：0.12％：Cu：0.2％；

本实施例提供一种高强度耐热铝合金扩径母线的具体工艺流程如下：

S1)将电解所得的纯铝958.6kg装炉，在温度为750℃融熔，依次加入纯铁1.2kg、纯硅1.2kg、铜丝2kg、硼含量为5％的铝硼中间合金16kg、稀土含量为10％的铝稀土中间合金12kg，在温度为750℃加入0.2％的精炼剂，进行一次精炼，扒渣除气，然后加入含锆量为10％铝锆合金9kg，搅拌12min，在温度为750℃进行第二次精炼，扒渣除气，取样分析，测得各组分含量重量比为Al：99.27％；Zr：0.09％；Fe：0.12％；Si：0.12％；B：0.08％；Re：0.12％：Cu：0.2％，进行过滤，将浇铸温度控制在700℃(小浇包位置)，铸造速度为350转/分钟，浇铸成铝合金杆a2，对所述的铝合金杆a2进行轧制收线，检验合格。

S2)对所述的铝合金杆a2的抗拉强度、机械性能和电性能进行检测，抗拉强度为245.1-246.7MPa，额定拉断力为138.7-140.1kN，电阻率为31.1nΩ·m，控制拉丝温度为50℃，利用记米式自动切割铝大拉机将抗拉强度、机械性能、电性能相近的铝合金杆拉丝成单线b2，再次检验所述的单线b2的抗拉强度为231.1-233.8MPa、额定拉断力为129.2-138.1kN和电阻率为31.1nΩ·m，表明所述的单线b2没有较大波动的单线，将所述的单线b2静置18h；将经过检验合格的铝带c2切边，利用冷压焊接技术进行焊接，轧制成深度3.5mm、扎纹节距18mm、外径39mm的铝管d2；将静置后的所述的单线b2和所述的铝管d2利用500/48盘龙式绞线机，采用机械退钮装置退钮，制成扩径母线e2，检验其耐热性为150℃，150℃时载流量为2280A，电阻率为31.1nΩ·m。

实施例3：

本实施例提供一种高强度耐热铝合金扩径母线，其包括Al、Zr、Fe、Si、B、Re、Cu七种元素，各组分含量重量比为Al：97.84％；Zr：0.15％；Fe：0.45％；Si：0.81％；B：0.15％；Re：0.25％：Cu：0.35％；

本实施例提供一种高强度耐热铝合金扩径母线的具体工艺流程如下：

S1)将电解所得的纯铝913.9kg装炉，在温度为750℃融熔，依次加入纯铁4.5kg、纯硅8.1kg、铜丝3.5kg、硼含量为5％的铝硼中间合金30kg、稀土含量为10％的铝稀土中间合金25kg，在温度为750℃加入0.2％的精炼剂，进行一次精炼，扒渣除气，然后加入含锆量为10％铝锆合金15kg，搅拌12min，在温度为750℃进行第二次精炼，扒渣除气，取样分析，测得各组分含量重量比为Al：97.84％；Zr：0.15％；Fe：0.45％；Si：0.81％；B：0.15％；Re：0.25％：Cu：0.35％，进行过滤，将浇铸温度控制在700℃(小浇包位置)，铸造速度为350转/分钟，浇铸成铝合金杆a3，对所述的铝合金杆a3进行轧制收线，检验合格。

S2)对所述的铝合金杆a3的抗拉强度、机械性能和电性能进行检测，抗拉强度为265.1-266.7MPa，额定拉断力为158.7-160.1kN，电阻率为41.1nΩ·m，控制拉丝温度为50℃，利用记米式自动切割铝大拉机将抗拉强度、机械性能、电性能相近的铝合金杆拉丝成单线b3，再次检验所述的单线b3的抗拉强度为241.1-243.8MPa、额定拉断力为149.2-158.1kN和电阻率为41.1nΩ·m，表明所述的单线b3没有较大波动的单线，将所述的单线b3静置18h；将经过检验合格的铝带c3切边，利用冷压焊接技术进行焊接，轧制成深度3.5mm、扎纹节距18mm、外径39mm的铝管d2；将静置后的所述的单线b2和所述的铝管d2利用500/48盘龙式绞线机，采用机械退钮装置退钮，制成扩径母线e2，检验其耐热性为155℃，155℃时载流量为2311A，电阻率为41.1nΩ·m。

比较实施例1、实施例2和实施例3可知，加上Zr能提高耐热性，同时会降低导电率，实施例1中的扩径母线耐热性为120℃，电阻率为27.2nΩ·m，实施例2中的扩径母线耐热性为150℃，电阻率为31.1nΩ·m，实施例3中的扩径母线耐热性为155℃，电阻率为41.1nΩ·m，三个实施例的抗拉强度和机械性能均符合要求。实施例1中的电阻率较好，但耐热性只有120℃，实施例三中耐热性较好，但是电阻率较高，实施2中耐热性能大道150℃，电阻率稍微比实施例1高，但在允许的范围内，故实施例2能很好的提高扩径母线的耐热性，并且基本不影响其导电性能。

本发明提供的一种高强度耐热铝合金扩径母线，熔炼时增加了Zr、Fe、Si、B、Re、Cu元素，提高了扩径母线耐热性的同时基本不影响其电阻率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。